[发明专利]能扩瞳且出光均匀的衍射波导

说明书

本发明公开了一种能扩瞳且出光均匀的衍射波导，包括：波导基体、入射光栅、均光光栅阵列和出射光栅；其中，所述入射光栅、所述均光光栅阵列和所述出射光栅依次间隔排列设置在所述波导基体的表面，所述入射光栅经所述均光光栅阵列至所述出射光栅形成传输光路。通过在入射光栅与出射光栅之间的波导基体上设置均光光栅阵列，使入射光栅的光经均光光栅阵列进入出射光栅，实现了在保证衍射波导光效的前提下，大范围二维扩瞳的同时，提供较高的出光均匀性，从而有效改善现有衍射波导的整体性能，能扩展衍射波导的应用。

技术领域

本发明涉及近眼显示器件领域，尤其涉及一种能扩瞳且出光均匀的衍射波导。

背景技术

近眼显示器件作为增强显示技术的核心硬件，近年来快速发展并且成功应用于军用器件，工业生产，医疗诊断以及日常生活等众多领域。近眼显示器件可以将虚拟图像与现实世界图像同时投射进人眼，使得观测者可以看到叠加在现实景物中的虚拟图像。在实现近眼显示器件的众多方案中，衍射波导具有轻便，高透明度，提升潜力大等特点在近些年受到广泛关注。

衍射波导主要利用波导上不同区域的光栅相互协同工作。来自微投影或者微显示屏(用于显示虚拟图像)的光的经过波导角落处的入射光栅耦合进入波导，再经过波导的导光以及转折光栅的转向和扩瞳，最终通过出射光栅从波导一侧出射，与现实世界光一同入射进人眼。

现有的光栅衍射波导的设计中，根据功能以及性能的需求，光栅个数从两块到数块不等，光栅形式可以是一维光栅或者二维光栅，形貌可以是矩形光栅、倾斜光栅、闪耀光栅或者全息光栅。如，目前分别有没有转折光栅的衍射波导和设有一块转折光栅的衍射波导的方案，或存在出曈范围小，或存在出光不均匀等问题。目前常用的是图1所示的设有两块转折光栅的衍射波导，该方案通过两块转折光栅，收集入射光栅的±1级衍射，一方面提升光传输效率，另一方面双侧纵向扩瞳提高出曈范围。但这种方案存在更严重的出射效率不均的问题。主要体现于两个转折光栅的中间宽度为D的区域将没有光被转折进入出射光栅，最终导致观察时出现明显的暗带，影响虚拟图像的显示效果。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种能扩瞳且出光均匀的衍射波导，能解决现有设有两块转折光栅的衍射波导，因两个转折光栅的中间分隔的区域没有光被转折进入出射光栅，导致观察时出现明显的暗带，影响虚拟图像的显示效果的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种能扩瞳且出光均匀的衍射波导，包括：

波导基体、入射光栅、均光光栅阵列和出射光栅；其中，

所述入射光栅、所述均光光栅阵列和所述出射光栅依次间隔排列设置在所述波导基体的表面，所述入射光栅经所述均光光栅阵列至所述出射光栅形成传输光路。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的能扩瞳且出光均匀的衍射波导，其有益效果为：

通过在入射光栅与出射光栅之间的波导基体上设置均光光栅阵列，使入射光栅的光经均光光栅阵列进入出射光栅，实现了在保证衍射波导光效的前提下，大范围二维扩瞳的同时，提供较高的出光均匀性，从而有效改善现有衍射波导的整体性能，能扩展衍射波导的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为现有技术提供的具有两块转折光栅的衍射波导的示意图；

图2为本发明实施例一提供的衍射波导的示意图；

图3为本发明实施例一提供的衍射波导的均光光栅阵列的示意图；